Модуль фильтров для борьбы с акустической обратной связью. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Акустические системы

 Комментарии к статье

В статье автором предложен несложный блок режекторных фильтров, предназначенный для работы в составе модульного микшерного пульта ("Радио", 2003, № 2, 3) системы звукоусиления. Этот блок позволяет подавить паразитную акустическую связь между микрофонами и акустической системой без заметного ухудшения качества. Как уже указывалось в первой статье, изменяемый набор модулей существенно расширяет сферу применения этого малогабаритного пульта для звукозаписи и звукоусиления.

Самые большие неприятности при звукоусилении обычно доставляет возникновение акустической обратной связи ("feedback"), и борьбе с нею посвящено большое число публикаций. Для подавления этого эффекта существует множество устройств, имеющих свои недостатки и достоинства. Но было бы странно рекомендовать установку в простой любительский пульт [1] дорогостоящих цифровых фильтров или устройства сдвига спектра частот. Поэтому остановимся на более простых вариантах.

Считается, что чаще всего акустическая "завязка" возникает в диапазоне частот 125 Гц... 4 кГц, в первую очередь, на частотах повышенной чувствительноети микрофонов и акустических систем при их неудачном расположении или наличии отражений звука в помещении. Понятно, что для срыва генерации в системе звукоусиления необходимо либо уменьшить усиление, либо изменить фазу сигнала. При снижении общего усиления теряется смысл самого звукоусиления. Можно применить простой пороговый шумоподавитель и уменьшить усиление только сигналов с низким уровнем, но этот способ применим, если нужно усилить голос только одного человека. Но звуки, источники которых находятся дальше от микрофона, будут подавляться; далеко не всегда это допустимо. Значит, нужно снижать усиление сигнала только на той частоте, на которой возникла "завязка". Это можно сделать с помощью перестраиваемых режекторных фильтров. Чтобы не вносить заметных частотных искажений в сигнал, заграждающие фильтры должны быть узкополосными.

Считается, что "вырезание" полосы частот из спектра сигнала шириною менее 0,1 октавы совсем незаметно даже при прослушивании симфонической музыки, а на речи вполне допустимо увеличить эту полосу до 0,2...0,3 октавы. На практике с такой задачей успешно справляются третьоктавные графические эквалайзеры, но уж очень они громоздки. Значительно удобнее использовать параметрические эквалайзеры или узкополосные перестраиваемые режекторные фильтры. Обычно узкополосные фильтры имеют очень большое затухание на частоте настройки, но из их амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) следует (кривая 1 на рис. 1), что уменьшение усиления на 4...5 дБ происходит при довольно широкой полосе, а это уже наносит заметный ущерб качеству звучания.

Для устранения "завязки" совсем нет необходимости вносить большое затухание. Поэтому при работе можно было бы не использовать часть АЧХ режекторного фильтра: если в верхней части частотной характеристики фильтра "отрезать" 20...30 дБ, то и полоса режекции станет очень узкой и вносимое фильтром затухание останется вполне достаточным. Проще всего такую задачу решить, если вместо фильтра использовать перестраиваемый узкополосный усилитель и в нужной пропорции смешать (суммировать) сигнал с фильтра в противофазе с основным сигналом. Эта "пропорция" и обеспечит формирование нужной части АЧХ. Кривая 2 на рис. 1 показывает АЧХ узкополосного усилителя, настроенного на частоту 100 Гц, а кривая 3 соответствует характеристике фильтра, снятой на выходе сумматора

В модуле используется два таких фильтра (рис. 2), собранных на микросхемах DA2 и DA3.

(нажмите для увеличения)

Схемы фильтров совершенно одинаковы и отличаются только номиналами конденсаторов С15, С17 и С20, С21. Первый из них можно перестраивать в полосе частот 50...750 Гц, а второй - в полосе 0,5...7 кГц. При желании можно изменить добротность и коэффициент усиления полосового усилителя [2]. Эти параметры определяют следующие соотношения сопротивлений резисторов в фильтрах:

Q = R17/R18;

K = R17/R16.

Нужно иметь в виду, что при очень узкой полосе вырезаемых частот трудно настроиться на частоту "завязки" и очень легко сбить настройку. При широкой полосе фильтра заметны на слух вносимые им частотные искажения. Подстроечные резисторы R15 и R27 (СПЗ- 19а) позволяют выбрать используемую часть АЧХ установкой пропорции суммирования сигналов. Следует помнить, что при перестройке частоты фильтрации коэффициент усиления полосового усилителя несколько меняется. Каждый из фильтров включают при необходимости тумблерами SA1, SA2. Иногда возникает необходимость включать оба фильтра.

В модуле дополнительно предусмотрен перестраиваемый фазовый фильтр с ОУ DA1.3. Его схема значительно проще, но, изменяя фазу сигнала, с большой вероятностью можно получить возникновение генерации на другой частоте. На практике для устранения высокочастотной "завязки" лучше выбрать конденсатор С6 емкостью 2200 пФ, а для низкочастотной - увеличить ее до 0,01 мкФ. Кроме того, ОУ DA1.4, включенный как инвертор фазы, позволяет с помощью тумблера SA3 изменять фазу в тракте усиления сразу на 180°. Остальные ОУ (DA1.1, DA1.2) работают соответственно во входном и выходном каскадах. ОУ выходного каскада одновременно выполняет функцию сумматора.

При включении блока фильтров в пульт после входной линейки нужно подать сигнал непосредственно на вывод 13 DA1. Вместо элементов С1, R1 устанавливают перемычки, поскольку подобная цепочка уже есть на выходе входной линейки.

Из схемы видно, что тумблеры позволяют по желанию включить и отключить любое звено. Фазовые фильтры выключатся тумблером SA4 (в положении "OFF" режим "обхода"), а тумблер SA3 переключает сигнал либо на инверсию фазы сигнала, либо на плавную регулировку изменения фазы.

Конструкция модуля фильтров аналогична конструкции модулей любительского микшерного пульта [1].

Чертеж печатной платы представлен на рис. 3, а разметка передней панели модуля показана на рис. 4.

В конструкции используют микросхемы TL084 (TL074, К1401УД4). Все конденсаторы фильтров должны быть пленочные, например, К73-17

В практике работы такой блок практически всегда позволяет устойчиво устранить акустическую обратную связь. Регулировку фильтра необходимо делать в процессе проверки работоспособности системы перед началом мероприятия и после этого уже не перемещать акустические системы и микрофоны. Кстати, в аппаратуре со значительно более сложными цифровыми фильтрами, если изменить взаиморасположение микрофона и АС, автоматически производится перенастройка фильтров заново.

Литература

1. Кузнецов Э. Любительский модульный микшерный пульт. - Радио, 2003, № 2, с. 12-15; № 3, с. 10-12.
2. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. - М.: Мир, 1993.

Автор: Э.Кузнецов, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Акустические системы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Новая ракета-носитель НАСА 06.07.2012 Американское космическое агентство НАСА представило полный набор требований к новой тяжелой ракетной системе, предназначенной для полетов за пределы околоземной орбиты. Новая ракета-носитель Space Launch System (SLS) будет самой мощной в мире и сравнится разве что с ракетой Saturn V, которая доставила астронавтов на Луну. Сердцем новой тяжелой ракеты-носителя станет первая ступень высотой более 61 метров и диаметром 8,4 метра. Она будет оснащена "шаттловскими" ракетными двигателями RS-25, работающими на экологически чистом топливе - водороде и кислороде. В настоящее время программа SLS располагает запасом из 16 двигателей RS-25, которые отлично себя зарекомендовали в ходе полетов пилотируемых шаттлов. Также SLS будет оснащена двумя твердотопливными ракетными ускорителями, размещенными по бокам ракеты-носителя. Первый испытательный запуск новой ракеты-носителя состоится в 2017 году с 70-тонной полезной нагрузкой, что уже станет рекордом для современных ракет. Однако в будущем двухступенчатая SLS сможет поднимать на низкую околоземную орбиту рекордные 130 тонн. Такие возможности открывают большие перспективы для освоения околоземного пространства, а главное - полетов вглубь Солнечной системы. С помощью SLS НАСА будет отправлять в космос пилотируемые и беспилотные космические корабли Orion, крупные исследовательские автоматические миссии и пилотируемые миссии к Марсу, астероидам, Луне. Фактически Space Launch System является "творческой переработкой" исключительно удачной системы запуска шаттлов. Использование проверенных двигателей, ускорителей и экологически чистого топлива, а также минимальный "сухой" вес ракеты-носителя представляют собой удачное сочетание надежных испытанных решений и новейших технологий.

Другие интересные новости:

▪ Мозг объединяет воспоминания

▪ Технология идентификации по ЭКГ

▪ Новый автомобиль с воздушным двигателем

▪ Муравьи не любят работать

▪ Кому хорошо в одиночестве

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Измерительная техника. Подборка статей

▪ статья Без комментариев (никаких комментариев). Крылатое выражение

▪ статья Что такое тля? Подробный ответ

▪ статья Землекоп. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Регуляторы тембра на микросхеме К548УН1. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Улучшение звучания миниатюрного приемника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026